Arbeitshilfen und Formeln für das technische Studium: Elektrotechnik / Elektronik / Digitaltechnik

226 Pages·1993·7.017 MB·German

by  Wolfgang Böge, Peter Franke, Dieter Lachmann (auth.)

Wolfgang Boge
Arbeitshilfen und
Formeln fur das
technische Studium
Band 4 Elektrotechnik I Elektronik I Digitaltechnik
4., Oberarbeitete Auflage
Erarbeitet von
Peter Franke und Dieter Lachmann
Mit Ober 500 Bildern
Friedr. Vieweg & Sohn Braunschweig/wiesbaden
Arbeitshilfen und Formeln fUr das technische Studium werden herausgegeben von Wolfgang B6ge.
Band 4 wurde bis zur 3. Auflage herausgegeben von Alfred B6ge.
Autoren des Bandes 4: Peter Franke und Dieter Lachmann
1. Auflage 1981
2., durchgesehene A uflage 1987
3., tiberarbeitete und erweiterte Auflage 1992
4., tiberarbeitete Auflage 1993
Der Verlag Vieweg ist ein Unternehmen der Verlagsgruppe Bertelsmann International.
Aile Rechte varbehalten
© Friedr. Vieweg & Sahn VerlagsgeseUschaft mbH, BraunschweiglWiesbaden, 1993
Das Werk einschlieBlich aUer seiner Teile ist urheberrechtlich geschiitzt. Jede
Verwertung in anderen als den gesetzlich zugelassenen Fallen bedarf deshalb
der varherigen schriftlichen Einwilligung des Verlages.
Satz: Vieweg, Braunschweig
Umschlaggestaltung: Peter Marys, Salzhemmendarf
Gedruckt auf saurefreiem Papier
ISBN 978-3-528-34003-2 ISBN 978-3-322-92864-1 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-322-92864-1
Vorwort zur 4. Auflage
Fur wen 1m vorliegenden Band 4 der "Arbeitshilfen" finden die Studierenden an
undwozu
• Fachschulen
• Fachhochschulen
• Fachoberschulen
• Fachgymnasien
• Berufsaufbauschulen
die zum Losen von Aufgaben aus dem Fach Grundlagen der Elektrotechnik I
Elektronik erforderlichen
• GraBengleichungen • Stoffwerte, technische Oaten
• Erlauterungen einzelner GraBen und Tabel/en
• Regeln, Verfahren • oiagramme und Kennlinien
und Anwendungen • Schaltzeichen
• Arbeitsplane • Beispiele
Neben dem Grundlagenband 1 erfassen weitere Bande die Unterrichtsinhalte der
Ausbildungsschwerpunkte Konstruktion (Band 2) und Fertigung (Band 3).
Was wird Mit den "Arbeitshilfen" wird Zeit gespart fiir das Erarbeiten des Losungsweges
erreicht der Aufgaben:
undwie • das ausfUhrliche Sachwortverzeichnis fUhrt zur gesuchten GroBe
• die zugeharige Tafel enthalt die GraBengleichungen in zweckmaBiger Form
• mit einem Blick ist der Anwendungsbereich erfaBbar
• die zusatzlichen Erlauterungen sichern die richtige Anwendl,mg
• Hinweise auf andere Tafeln vervol/standigen den Uberblick
Fur Klausuren Umfang, Schwerpunktbildung und Ordnung des Stoffes bringen den Studierenden
gerade richtig die zulassige und wiinschenswerte Hilfe fUr schriftliche Priifungen.
Gesetzliche Selbstverstandlich werden nur die gesetzlichen Einheiten und die Einheiten des
Einheiten Internationalen Einheitensystems (SI-Einheiten) verwendet.
Brucke von Herausgeber und Autoren sind bestrebt, aile Bande didaktisch und methodisch
einer Schulform so anzulegen, daB sie fUr aile Schulformen der Sekundarstufe II mit technischen
zur folgenden Lehrinhalten und fUr die anschlieBenden Studiengange echte Arbeitshilfen sind.
Anderung Neu aufgenommen wurden die Abschnitte:
der 3. Auf/age Elektrische Maschinen und Antriebe, Elektronik und Grundlagen der
Digitaltechnik
Anderung Aile Abschnitte wurden iiberarbeitet.
der 4. Auf/age Dabei konnten viele Anregungen und Verbesserungsvorschlage beriicksichtigt
werden.
Auch fUr die folgenden Auflagen bitte ich Lehrer und Studierende, mir mit
kritischen Anregungen zu helfen, das Werk noch weiter zu verbessern.
Braunschweig, im Februar 1993 Wolfgang 8dge
IV
Inhaltsverzeichnis
Benutzen Sie auch das ausfUhrliche Sachwortverzeichnis (S. 212)
Nonnen, Schaltzeichen
1 Normen und VDE-Bestimmungen ............................................. .
2 Konstanten und hiiufig benotigte StofTwerte .................................... 2
3 Einheiten....................................................................... 3
3.1 SI-Basiseinheiten . .. . .. . .. . . . . . . . . .. .. . . . . . .. . . . .. . . .. . . . . . . . .. . .. . . . . . . . . . . . 3
3.2 Vorsatze flir dezimale Teile und Vielfache von Einheiten ......................... 3
4 Codiertes Herstellungsdatum auf Kondensatoren und Widerstiinden ............ 3
5 Nennwertreihen fiir Widerstiinde und Kondensatoren .............. . . . . . . . . . . . . . 4
6 Schaltzeichen................................................................... 5
6.1 Strom, Spannung, Schaltungsarten ............................................. 5
6.2 Leiter, Leitungen, Leitungsverbindungen ....................................... 5
6.3 Schaltgiieder, Sicherungen, Ableiter ........................................... 7
6.4 Stromversorgung, Maschinen ................................................. 8
6.5 Widerstiinde. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
6.6 Drosselspulen, Wicklungen, Transformatoren ................................... 9
6.7 Relais, SchUtze, elektromechanische und elektromagnetische Antriebe . . . . . . . . . . . . . . 9
6.8 Kondensatoren. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . .. . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
6.9 Halbleiter-Bauelemente. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
6.10 MeBtechnik, Ubertragungstechnik ............................................. 12
6.11 Biniire Elemente, Informationsverarbeitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Elementare passive Zweipole
7 Widerstand R .................................................................. 14
7.1 Leitungswiderstand. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
7.2 Temperaturabhiingigkeit des Widerstandes ..................................... 15
7.3 Frequenzabhiingigkeit des Widerstandes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
7.4 Nichtlinearer Widerstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
7.5 Wertkennzeichnung von Widerstiinden 17
Technische Daten
7.6 Leiterwerkstoffe 18
7.7 Zuliissige Dauerbelastung von isolierten Leitungen bei Umgebungstemperaturen
bis 30°C......... ........ ....... .. ..... ........... ....... ... ... ... .. ... .... 19
7.8 Zuliissige Belastbarkeit von Leitungen bei erhohter Umgebungstemperatur ......... 19
7.9 Widerstands-und Heizleiterlegierungen ........................................ 20
7.10 Isolierstoffe ................................................................ 20
I nhaltsverzeichnis V
8 Induktivitiit..................................................................... 21
8.1 Induktivitiit von parallelen Leitern und Luftspulen ............................... 21
8.2 Induktivitiit von Spulen mit Eisenkern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 22
8.3 Drosselspule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 23
8.4 Transformator. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 24
Technische Daten
8.5 Magnetisierungskennlinien. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 25
8.6 Wickeldraht-Tabelle flir Runddriihte aus Kupfer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 26
8.7 Ummagnetisierungsverluste von Elektroblechen ............... . . . . . . . . . . . . . . . . .. 27
8.8 Kernbleche und Wicklungsdaten von Kleintransformatoren ....................... 27
9 Kapazitiit ................................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 29
9.1 Kapazitiit von Leitern und Kondensatoren ...................................... 29
9.2 Temperaturabhiingigkeit der Kapazitiit ......................... . . . . . . . . . . . . . . .. 30
9.3 Kondensatorverluste. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 31
9.4 Wertkennzeichnung von Kondensatoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 32
Technische Daten
9.5 Dielektrizitiitszahl, Durchschlagfeldstiirke, Verlustfaktor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 33
9.6 Keramikkondensatoren. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 33
9.7 Glimmer-, Glas-und Kunststoffolienkondensatoren .............................. 34
9.8 Aluminium-Elektrolytkondensatoren. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 34
Magnetisches und elektrisches Feld
10 Magnetisches Feld .............................................................. 37
10.1 GraBen des homogenen magnetischen Feldes ................................... 37
10.2 Spannungserzeugung ........................................................ 39
10.3 Kraftwirkung............................................................... 41
10.4 Richtungsregeln............................................................. 42
10.5 FeldgraBen gestreckter Leiter ................................................. 45
11 Elektrisches Feld ............................................................... 46
11.1 GraBen des homogenen elektrostatischen Feldes . . . . . . . .. . . . . . . . . . .. .. . . . .. . . . . .. 46
11.2 Schaltungen von Kondensatoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 47
12 Formale Analogien zwischen den Feldgro8en ................................... 49
VI In haltsverzeichnis
Halbleiterbauelemente
13 Wirmeableitung bei HaIbleiterbauteilen ........................................ 50
13.1 Wlirmemenge. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . SO
13.2 Wlirmewiderstand und KUblung ............................................... 50
14 HaIbleiterdioden ............................................................... 52
14.1 Dioden zum Gleichrichten und Schalten ........................................ 52
14.2 KenngrOBen von Siliziumdioden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
14.3 Dioden im Schaltbetrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
14.4 Z-Dioden.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
Technische Daten
14.5 Kenndaten und Kennlinien einer Si-Diode ...................................... 57
14.6 Kenndaten und Kennlinien von Leistungs-Z-Dioden ............................. 59
15 1lansistoren .................................................................... 61
15.1 Bipolare Transistoren .............. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 61
15.2 Kennlinien und KenngroBen bipolarer Transistoren .............................. 62
15.3 Der Transistor als Vierpol .................................................... 64
15.4 Feldeffekttransistoren (FET) ................................................. 68
15.5 Der Sperrschicht-FET ....................................................... 68
15.6 Isolierschicht-FET............................. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
Technische Daten
15.7 Kenndaten und Kennlinien eines NPN-Transistors ............................... 71
15.8 Kenndaten und Kennlinien eines Feldeffekttransistors ........... . . . . . . . . . . . . . . . .. 74
16 Operationsverstiirker ........................................................... 76
16.1 Kennwerte und Betriebsarten des Operationsverstiirkers (OP) ..................... 76
16.2 Idealer und realer OP ........................................................ 77
16.3 Invertierender Verstiirker .................................................... 78
16.4 Nichtinvertierender Verstlirker . ... .. . . . .. .. . ....... . .... ... . ... . .. . .. . .. . .. . .. 79
Technische Daten
16.5 Kenndaten und Anschliisse eines Standard-Operationsverstiirkers . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
17 Thyristoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 82
17.1 Grundschaltung und Kenndaten ............................................... 82
17.2 Ausgewiihlte Thyristorbauelemente . . . . . . . . . . . ...... . .. .. . . . . . .. . . . . . .. . .. . .. .. 83
Schaltungslehre
18 Gleichstrom .................................................................... 85
18.1 Ohmsches Gesetz, nichtverzweigter Stromkreis .................................. 85
18.2 Kirchhoffsche Siitze ......................................................... 86
18.3 Ersatzschaltungen des Generators ............................................. 87
I nhaltsverzeichnis VII
18.4 Parallelschaltung von Widerstiinden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
18.5 Parallelschaltung von Quellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
18.6 Reihenschaltung von Widerstiinden ............................................ 91
18.7 Belasteter Spannungsteiler ................................................... 92
18.8 Reihenschaltung von Quellen ................................................. 92
18.9 MeBschaltungen ............................................................ 93
18.9.1 Indirekte Widerstandsbestimmung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
18.9.2 MeBbereichserweiterung bei Spannungs-und Strommessern . . . . . . . . . . . . . . .. 93
18.10 Lineare und nichtlineare Widerstiinde im Stromkreis ............................. 94
18.11 Stern-und Dreieckschaltung .................................................. 96
18.12 Briickenschaltung ........................................................... 97
18.13 Verzweigte line are Netze mit mehreren Quellen ................................. 98
18.13.1 Berechnung mit Knotenpunkt-Satz und Maschen-Satz ..................... 98
18.13.2 Berechnung mit Uberlagerungsverfahren ................................ 100
18.13.3 Berechnung dUTCh Umwandlung in eine Ersatz-Spannungsquelle . . . . . . . . . . .. 101
18.14 Elektrische Leistung ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 103
18.15 Elektrische Energie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 105
18.16 Schaltvorgiinge bei Kapazitiiten und Induktivitiiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 105
18.16.1 Exponentialfunktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 105
18.16.2 Schalten von Kapazitiiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 106
18.16.3 Schalten von Induktivitiiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 107
19 Wechselstrom .................................................................. 110
19.1 Kennwerte von WechselgroBen ................................................ 110
19.2 Fourier-Reihen ............................................................. 113
19.3 Passive Wechselstrom-Zweipole an sinusfOrmiger Wechselspannung ................ 116
19.3.1 Reihenschaltung von Widerstiinden ..................................... 117
19.3.2 Parallelschaltung von Widerstiinden .................................... 119
19.4 Umwandlung passiver Wechselstrom-Zweipole in gleichwertige Schaltungen ......... 122
19.5 Stern-und Dreieckschaltung .................................................. 123
19.6 Briickenschaltung........................................................... 125
19.7 Frequenzunabhiingiger Spannungsteiler ........................................ 125
19.8 Schwingkreise .............................................................. 126
19.8.1 ReihenresonanzlSpannungsresonanz .................................... 126
19.8.2 ParallelresonanzlStromresonanz........................................ 127
19.8.3 Freie Schwingungen .................................................. 130
19.8.4 Blindwiderstand-Frequenz-Diagramm ("Hf-Tapete") ..................... 131
19.9 Ubertragungsfaktor, UbertragungsmaB, Pegel ................................... 132
19.10 Blindleistungskompensation .................................................. 135
19.11 Drehstrom ................................................................. 136
19.12 Komplexe Rechnung ........................................................ 140
19.12.1 Begriffe und Rechenregeln ............................................ 140
19.12.2 Komplexe Darstellung sinusfOrmiger WechselgroBen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 143
19.12.3 Komplexe Widerstiinde zusammengesetzter Schaltungen ................... 147
20 Elektrische Antriebe, Elektromotoren .......................................... 148
20.1 Grundlagen ................................................................ 148
20.1.1 Leistung, Drehmoment, Wirkungsgrad .................................. 148
20.1.2 Wichtige Elektromotoren im Uberblick ................................. 148
20.1.3 Angaben des Leistungsschildes (Auswahl) ............................... 149
20.1.4 AnschluBkennzeichnungen elektrischer Maschinen ........................ 149
20.1.5 Drehrichtung elektrischer Motoren ..................................... 150
20.1.6 Stellglieder fUr elektrische Antriebe .................................... 150
VIII I nhaltsverzeichnis
20.2. Drehstrom-Asynchronmotoren................................................ 151
20.2.1 Drehfeld ............................................................ 151
20.2.1.1 M1>giichkeiten der Drehzahlsteuerung .......................... 152
20.2.2 Der Drehstrom-Asynchronmotor mit KurzschluBlliufer .................... 152
20.2.2.1 Betriebsverhalten und Kennlinien . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . .. 152
20.2.2.2 Ausgewiihlte AnlaBverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 153
20.2.2.3 Drehzahlumschaltung mit Dahlanderschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 154
20.2.3 Der Drehstrom-Asynchronmotor mit Schleifringliiufer .................... 154
20.2.3.1 Betriebsverhalten und Kennlinien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 154
20.2.3.2 Schieifringiiiufer und Anlasser .......................... . . . . . .. 155
20.2.4 Stromrichtergespeiste Drehstrom-Asynchronmaschinen ................... 156
20.2.4.1 Ausgewiihlte Stromrichter .................................... 157
20.3 Gleichstrommotoren. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 159'
20.3.1 Aufbau von G1eichstrommaschinen ..................................... 159
20.3.2 Der NebenschluBmotor ............................................... 159
20.3.3 Der ReihenschluBmotor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 160
20.3.4 Der DoppelschluBmotor (Kompoundmotor) ............................. 161
20.3.5 Stromrichterbetrieb von Gleichstrommotoren ............................ 162
20.3.5.1 Netzgeftihrte Stromrichter .................................... 163
20.3.5.2 StromrichterschaItungen...................................... 163
20.4 Motoren am Einphasennetz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 164
20.4.1 Der Kondensatormotor ............................................... 164
20.4.2 Der Universalmotor .................................................. 165
20.4.3 Der Drehstrom-Asynchronmotor in Steinmetzschaltung ................... 165
20.5 Sonderformen von Elektromotoren ............................................ 166
20.5.1 Der Schrittmotor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 166
21 Elektronik...................................................................... 169
21.1 Belastbarkeit und Kiihlung von Halbleiterbauelementen .......................... 169
21.2 Ungesteuerte Gleichrichterschaltungen (Stromrichter) ............................ 170
21.2.1 Einpuls-Mittelpunktschaltung mit reiner Wirklast ......................... 170
21.2.2 Einpuls-Mittelpunktschaltung mit Wirklast und kapazitiver Last ............ 171
21.2.3 Kennwerte ungesteuerter Gleichrichterschaltungen .................. ,.... 173
21.2.4 Siebschaltungen...................................................... 174
21.3 Stabilisierungsschaltungen ........ , ............. , ................... , ........ , 175
21.3.1 Spannungsstabilisation mit Z-Diode ...... , .... , ........... ,.,', ... ,.... 175
21.3.2 Spannungsstabilisierung mit Z-Diode und Reihentransistor , .. "., .... ,.... 176
21.4 Transistorschaltungen ........ , ..... , ......... , ........................ , .. ,... 177
21.4.1 Arbeitspunkteinstellung .................................... , .......... 177
21.4.2 Arbeitspunktstabilisierung ........ , ........ , .......... ,., ....... , ... ". 178
21.4.3 Transistor-Grundschaltungen., ......... , .. , ........................ ,.. 180
21.4.4 Dimensionierung eines einstufigen Wechselspannungsverstarkers in
Emitterschaltung ......... , ............. , . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 182
21.4.5 lFET-Verstarker-Grundschaltungen .. " ... , .. , ....... , .... , .. " ........ 184
21.4.6 Einstufiger Wechselspannungsverstarker mit lFET in Sourceschaltung . . . . . .. 185
21.5 OP-Grundschaltungen .............. " ....... " .. , .. , ..... , ............. , . . .. 187
21.5.1 Differenzverstiirker (Subtrahierer) ., .... , .. " ....... ,., ..... , ........ ,' 187
21.5.2 SummierversUirker (Addierer) , .... , ... , ........... , ... , ............... 188
21.5.3 Differenzierer .... , ........ " ... , ............................ ,....... 189
21.5.4 Integrierer ,., ... " ... , ..... , ... , ... " .................... ,", .... , .. 190
21.6 Schalten mit Thryristoren . , .......... , ...... , , .......... , ......... , . , , . . . . . . .. 191
21.6.1 Phasenanschnittsteuerung .... " .. " .. " .. , ....... , ............... " ... 191
IX
Grundlagen der Digitaltechnik
22 Zahlensysteme ................................................................. 193
22.1 Analoge und digitale GroBen ................................................. 193
22.2 Logische Zustlinde und Pegel ................................................. 193
22.3 Darstellung relevanter Zahlensysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 194
22.4 Umwandlung von Zahlensystemen ............................................. 195
22.5 Rechnen mit Dualzahlen ..................................................... 196
22.6 Codierung und Codes ........................................................ 196
22.6.1 Auswahl binlirer Codes zum Zlihlen und Rechnen ........................ 197
22.6.2 Der ASCII-Code ..................................................... 197
23 Logische SchaltgJieder .......................................................... 198
23.1 Die logischen Grundfunktionen ............................................... 198
23.2 Erweiterte Grundfunktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 199
23.3 Verkniipfungsschaltungen aus NAND-und NOR-Elementen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 200
23.4 Analyse logischer Schaltungen ................................................ 201
24 Schaltalgebra ................................................................... 202
24.1 Regeln und Gesetze der Schaltalgebra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 202
24.2 Synthese logischer Schaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 203
24.3 Minimierung logischer Schaltungen ............................................ 204
25 Sequentielle logische Schaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 206
25.1 Bistabile Elemente (Flipflops) ................................................. 206
25.2 Bistabile Elemente im Dualzlihler, Frequenzteiler und Schieberegister .............. 208
26 Schaltkreisfamilien ............................................................. 209
26.1 Allgemeine Hinweise ........................................................ 209
26.2 TIL-Schaltungen ........................................................... 209
26.3 CMOS-Schaltungen ......................................................... 210
26.4 Auswahl integrierter Logikbausteine ........................................... 211
Sachwortverzeichnis ........ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 212
x
Beispiele und Arbeitsplane zur Schaltungslehre
Gleichstrom
Parallelschaltung von zwei Quellen mit ungleicher Quellenspannung ......................... 90
Belasteter Spannungsteiler ............................................................. 92
Lineare und nichtlineare Widerstande im Stromkreis:
Reihenschaitung .................................................................. 94
Parallelschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
Gemischte Schaltung .............................................................. 95
Gesamtwiderstand eines verzweigten Netzwerkes (Dreieck-Stern-Umwandlung) .. ... . .. . ... . .. 96
Verzweigte lineare Netze mit mehreren Quellen:
Berechnung mit Knotenpunkt-Satz und Maschen-Satz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 98
Berechnung mit Uberlagerungsverfahren ............................................. 100
Berechnung durch Umwandlung in eine Ersatz-Spannungsquelle ........................ 101
Anzugsverzogerung eines Relais ........................................................ 107
Stromrilckgang in einer kurzgeschlossenen Spule .......................................... 108
Wechselstrom
Umwandlung passiver Wechselstrom-Zweipole in gleichwertige Schaltungen:
Umwandlung einer Reihenschaltung in eine gleichwertige Parallelschaltung ............... 122
Umwandlung einer Parallelschaltung in eine gleichwertige Reihenschaltung ............... 123
Umwandlung einer Sternschaltung in eine gleichwertige Dreieckschaltung ................ 124
Unsymmetrischer Verbraucher in Sternschaltung am Vierleiter-Drehstromnetz . . . . . . . . . . . . . . .. 138
Komplexe Berechnung eines verzweigten Stromkreises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 145
Elektrische Antriebe, Elektromotoren
Drehstrom-Schleifringlaufermotor mit AnlaBwiderstanden ................................. 156
Gleichstrom-NebenschluBmotor ........................................................ 160
Schrittmotor ......................................................................... 167
Zweistrang-Schrittmotor mit zweipoligem Laufer in bipolarer Schaltung ...................... 168
Elektronik
Belastbarkeit und Kilhlung von Halbleiterbauelementen:
Belastbarkeit einer Siliziumdiode .................................................... 169
Kilhlflachenberechnung filr eine Z-Diode ............................................ 169
Spannungsstabilisation mit Z-Diode ..................................................... 175
Transistorschaltungen:
Dimensionierung cines einstufigen Wechselspannungsverstarkers in Emitterschaltung ...... 182
Sourceschaltung mit JFET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 186